Vorhersage der Globalstrahlung mit Hilfe von
Satellitendaten - RadNowcast
Dr. Sebastian Limbach, Prof. Dr. Elmar Schömer Institut für Informatik, Johannes Gutenberg Universität
Mainz
Dr. Richard Müller, Dr. Jörg Trentmann, Jörg Asmus, Dr. Katja Hungershöfer
Deutscher Wetterdienst, Offenbach
Energiewende: Möglichst genaue Abschätzung mit welchen Energiemengen in den nächsten Minuten und Stunden voraussichtlich zu rechnen ist
Produkt: Kürzestfrist-Vorhersage (< 3h) der Globalstrahlung basierend auf dem Ist-Zustand aus Satellitenmessungen
Verwendung von SPECMAGIC, liefert im Gegensatz zu bisherigen Methoden die Kurzeitvorhersage der spektral aufgelösten Solarstrahlung.
Motivation
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Methode Ableitung Strahlung
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R ist die vom Satelliten beobachtete reflektierte Strahlung.
Rmin ist der Anteil der wolkenlosen Atmosphäre an der Reflektion.
Rmax ist die maximale Reflektiom.
Die effektive Cloud Albedo (CAL) liefert den Anteil der reinen Wolkenreflektion.
CAL=R−Rmin
Rmax−Rmin
R: Meteosat VIS image
Rmin:
Rmax“
Eff. Cloud Albedo
Cano et al. (1986), Beyer et al. (1996), Hammer et al. (2003), Mueller et al. (2011)
Methode
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(1-CAL) = SIS*SISclearSPECMAGIC, basierend und entwickelt mit RTM www.libradtran.org
Well established : MAGICSOL (Posselt et al 2010, Mueller et al. 2011)
Clear sky model: MAGIC (Mueller et al 2009)
Umstellung auf SPECMAGIC in Arbeit:
Ausgabe der spektralen Strahlung von 240 - 3800 nm
CAL, aus MSG-Daten1.7.2005, 11 h UTC
Methode
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MeteosatBilder
CAL (t=0)
CAL(t=1 h)
AMV
Heliosat
MAGIC G & B (t=0)
G & B (t=1 h)MAGIC
CAL(t=3 h) G & B (t=2 h)MAGIC
Ergebnisse
RadNowcast: K. Hungershöfer (FEZE-D) 6
Testfälle: Satellitenbilder 12 UTC
RadNowcast: K. Hungershöfer (FEZE-D) 7
14.02.2013 18.03.2013
19.07.2013 23.07.2013
Testfälle: Bodenanalyse 12 UTC
RadNowcast: K. Hungershöfer (FEZE-D) 8
Bewölkungsaufzug im WestenTiefer Stratus/Nebel im Osten
14.02.2013 18.03.2013
Bewölkungsaufzug (Advektion)
19.07.2013
Hochdruckwetter (wenig Wolken)
23.07.2013
Sommertag mit Gewittern
Ergebnisse
RadNowcast: K. Hungershöfer (FEZE-D) 9
Testfälle: Satellitenbilder 12 UTC
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+120min
HRV
CI
Nächste Schritte
Cinesat Bewegungsvekoren durch andere ersetzen. Vertrag mit Firma wurde gekündigt, nur bis MTG lauffähig.
Ersetzen von MAGIC durch SPECMAGIC_now
Open Source !!
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From t. Huld et al. Energies 2015, 8, 3455-3488
Validation
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Station ISPRA all sky From T. Huld et al. Energies 2015, 8, 3455-3488Validation JRC,ISPRA
Station Stuttgart: clear sky.Validation Universität Oldenburg
Nächste Schritte
Cinesat Bewegungsvekoren durch andere ersetzen. Vertrag mit Firma wurde gekündigt, nur bis MTG lauffähig.
Ersetzen von MAGIC durch SPECMAGIC_now
Implementierung eines IR Wolkenindex nach Hammer et al. (Remote Sens. 2015, 7, 9070-9090) um vormittags die Vorhersage zu erhöhen.
Umfangreichere Validierung.
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ENDE
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VIELEN DANK !
Ergebnisse
RadNowcast: K. Hungershöfer (FEZE-D) 15
Ergebnisse
RadNowcast: K. Hungershöfer (FEZE-D) 16
Ergebnisse
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Update: 19.12.13
